電化學技術在頓力集團電鍍污水處理項目中的應用
來源:杭州回水科技有限公司 閱讀:6891 更新時間:2011-01-11 10:34一、工程簡介:
頓力集團電鍍污水處理項目設計規模2400噸/天,處理出水要求達到電鍍行業GB21900-2008表3標準,也就是太湖流域標準,項目由杭州回水科技有限公司總承包實施。
注:其余指標詳細見附件太湖流域電鍍污水排放標準。源水水質中氰化物含量較低,因此沒有分開收集,單獨破氰。
二、處理關鍵點及難點
1、標準提高,特別是COD、銅、鎳離子傳統化學加藥法不能滿足達標要求;生化法處理電鍍廢水不合適,一旦破壞后重啟時間長;膜技術是分離技術,能解決部分在線回用問題,不能解決整體工廠排污問題。
2、目前處理工藝化學法運行費用過高,許多企業存在投得起運不起的尷尬局面。
3、電鍍廠屬于非專業污水處理單位,污水處理設施管理水平跟不上,需要簡便捷的水處理裝置。
4、已建工廠的管網及工廠布局已定,許多排污方式不科學,不適合采用分質排污分質處理方式。
三、杭州回水科技高級電化學電鍍處理一體機處理優勢
1、傳統工藝需要加氧化劑,絮凝劑。但回水科技高級電化學電鍍處理一體機具備強氧化(自產氧化劑)、強還原(自產還原劑)、絮凝(自產絮凝劑)、氣浮(自產氣浮超細氣泡以及滅菌、脫色與脫臭)效果,不需外加氧化劑和絮凝劑,大大節約處理成本。電費、耗材加人工綜合使用成本在4-5元錢每噸水。
2、設備穩定性高,操作簡單、方便、自動化程度高,減少了管理人員和藥品貯藏工作量。
3、傳統工藝用單一的處理方法不能達到處理要求,經常多種工藝串聯處理,處理費用高,一體機集多種作用于一身,能處理電鍍混合廢水。
4、回水科技獨特的電源設計和極板材料結構設計,解決了電化學極板鈍化問題。普通的電凝聚設備,在電解一段時間后,陽極極板會發生鈍化現象。鈍化時電極表面附著一層氧化物保護膜。檢測電極電位可發現,電極電位偏離正常電化學反應電極電位而變正電位。表現為陽極溶出停止,電解槽只有氧化、還原和浮上作用,電凝聚作用消失,液面浮著大量的泡沫,這樣就使電流效率降低,從而影響了處理效果。回水科技的電化學設備是不同與普通的電絮凝設備,采用的是高壓高頻脈沖電源,同時采用定時換相,有效防止了極板鈍化,同時采用瞬時高壓氣沖刷,防止表面氧化膜的形成。
四、電化學一體機水處理原理
電化學法是利用物理學及化學原理,借助外加高頻脈沖電源產生電化學反應,把電能轉化為化學能,經單一電化學設備即可對廢水中的有機或無機物進行氧化還原反應,進而凝聚、浮除,將污染物從水體中分離,可有效地去除電鍍綜合廢水中的CN-,Cr6+,Zn2+,Ni2+,Cu2+,Cd2+,油,磷酸鹽等各種有害污染物。該方法采用高頻脈沖的電解方式,突破了傳統的低電壓、大電流的電解模式。
電化學一體機設備系以可溶性金屬鐵為極板,廢水進入電化學一體機在直流電作用下,水溶液離解為H+與OH-。電凝機無需加藥而與每個電解單元發生如下電化學反應。
4.1還原反應可去除Cr6+
陰極上發生還原反應,產生氫分子。
2H+ +2e→2H → H2 ↑
新生態氫具有很強的還原能力,將六價鉻還原成三價鉻,并以氫氧化鉻沉淀去除。
Cr2O72- + 6e +14H+ → 2Cr3+ + 7H2O
CrO42- +3e + 8H+ → Cr3+ + 4H2O
Cr3+ +3OH- → Cr (OH)3 ↓
Fe3+ +3OH- → Fe (OH)3 ↓
4.2除重金屬離子
重金屬離子與電解水產生的OH-生成金屬氫氧化物沉淀。
Cu2+ +2OH- → Cu (OH)2 ↓
Ni2+ +2OH- → Ni (OH)2 ↓
Cd2+ +2OH- → Cd (OH)2 ↓
Zn2+ +2OH- → Zn (OH)2 ↓
4.3除磷
鐵極板受電化學作用析出的Fe2+與氧反應生成Fe3+和磷酸根反應沉淀,而且能與其它金屬形成共沉淀,達到最好的除磷效果。
Fe3+ + PO43- → Fe PO4 ↓
4.4混凝作用去除SS
金屬極板在陽極上離解出Fe2+與氧反應生成Fe3+產生Fe (OH)3沉淀。
Fe2+ +2OH- → Fe (OH)2 ↓
4Fe (OH)2 + O2 + 2H2O → 4Fe (OH)3 ↓
上述反應產生的Fe (OH)3活性很強,能與水中有機物和無機雜質凝聚產生膠羽,以去除廢水中的懸浮物,比鋁鹽、鐵鹽混凝劑的去除效果更好。
4.5氣浮去除油脂和膠體
在電化學過程中,陽極與陰極表面不斷產生氧氣和氫氣,并以微小氣泡逸出,可以粘附于廢水中的絮凝物及油類物上,比重變小浮至水面,產生氣浮作用。它比傳統氣浮法用釋放器溶氣水產生的氣泡更小,效果更好。
4.6氧化去除COD及CN-
陽極板主要反應:
Fe –2e → Fe 2+
4OH- - 4e → 2H2O + 2O → 2H2O + O2 ↑
陽極產生的新生態氧具有很強的氧化能力,可以氧化水中的有機或無機化合物,去除水中的COD。陽極上由于放出新生態氧作為氧化劑,氧化CN-,將CN-破除。
CN- + 2OH- - 2e → CNO- + H2O ↑
2CNO- +4OH- - 6e → 2CO2 + N2 + 2H2O ↑